2911

Радиовысотомеры

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Радиовысотомеры 1.Назначение, принцип действия и типы радиовысотомеров Радиовысотомеры (РВ) предназначены для измерения истинной высоты полета летательного аппарата. Они относятся к классу автономных радионавигационных установок, так как не требуют ...

Русский

2012-10-21

860.5 KB

257 чел.

Радиовысотомеры

1.Назначение, принцип действия и типы радиовысотомеров

Радиовысотомеры (РВ) предназначены для измерения истинной высоты полета летательного аппарата. Они относятся к классу автономных радионавигационных установок, так как не требуют для образования канала измерения дополнительного наземного оборудования.

Для радиовысотомеров выделены определенные диапазоны частот вблизи 4300, 1600-1900 и 440 МГц. В радиовысотомерах применяется радиолокационный принцип определения расстояния (высоты) по отраженному сигналу. Передатчик радиовысотомера формирует колебания, которые с помощью передающей антенны А-1 направляются в сторону земной поверхности. Отраженный сигнал поступает на приемную антенну А-2 и приемник. Измеритель высоты ИВ вырабатывает напряжение, пропорциональное времени прохождения сигнала до земной поверхности и обратно, т.е. пропорциональное истинной высоте .

Для измерения высоты используются частотный и временной (импульсный)методы. Соответствующие РВ называют частотными и импульсными. В зависимости от максимальной измеряемой высоты различают РВ малых и больших высот.

 Радиовысотомеры малых высот (до 1500 м) применяют главным образом для управления ЛА в вертикальной плоскости в системах захода на посадку и автоматической посадки. Используются, в основном, РВ с изучением непрерывных частотно-модулированных колебаний. Большинство РВ малых высот дают информацию не только о текущей высоте полета, но и о достижении самолетом установленной заданной высоты полета (или опасной высоты), а также о своей работоспособности. Эта информация обычно в виде постоянных напряжений поступает на индикаторы РВ и в вычислитель системы управления ЛА. 

Радиовысотомеры больших высот (до 30 км) применяют как вспомогательное навигационное средство при аэрофотосъемке местности и для других целей. Данные РВ используют излучение импульсных колебаний.

2. Радиовысотомер малых высот.

2.1 Принцип действия радиовысотомера малых высот.

Упрощенное объяснение этого метода состоит в следующем, генератор УВЧ через передающую антенну излучает по направлению к земле высокочастотные колебания, модулированные по частоте специальным частотным модулятором. Кроме того, колебания генератора подаются непосредственно к балансному декодеру (так называемый прямой сигнал).

Отраженные от земли частотно-модулированные высокочастотные колебания принимаются приемной антенной радиовысотомера и поступают на вход балансного декодера с запаздыванием по отношению к прямому сигналу на время

 t=2H/C,  (1)

где Н-высота полета, С- скорость света.

В результате смещения прямого и отраженного сигналов на входе балансного детектора образуется результирующий сигнал, представляющий собой высокочастотные колебания, модулированные не только по частоте, но и по амплитуде.

2.2 Методы измерения малых высот.

Частотный метод измерения высоты основан на частотной модуляции (ЧМ) излучаемых колебаний.

Низкочастотный генератор ГНЧ (рис.1.) вырабатывает модулирующее напряжение, которое управляет частотой высокочастотных колебаний генерируемых передатчиком Прд. Отраженный от земной поверхности сигнал поступает на балансный смеситель БС, куда подается также часть мощности излучаемых ЧМ колебании. Частоты принимаемого и излучаемого колебаний отличаются друг от друга, так как за время tH мгновенная частота излучаемого колебания изменяется из-за модуляции частоты. Сигнал разностной частоты выделяется усилителем низкой частоты УНЧ и поступает на измеритель частоты ИЧ с которого снимается напряжение U(Н), пропорциональное высоте полета.

 

Рис1. Упрощенная структурная схема частотного радиовысотомера

В РВ используют гармоническую или линейную (пилообразную) частотную модуляцию излучаемых колебаний .

При гармонической ЧМ полезный сигнал балансного смесителя (преобразованный сигнал) имеет вид

Uб.с. =UБ.Сcos[h th+ 2mчм sin (0,5M th) cos M t; (2)

 где UБ.С —-амплитуда преобразованного сигнала ; H=2fHсредняя частота излучаемых колебаний (несущая частота); mч.м==д/м — индекс модуляции; М = 2Fм — частота модуляции; д = 2f — девиация частоты.

Мгновенная частота этого сигнала

Fp=|fизл -fпр| =|2fд sin (0,5M tH)sin Mt|  (3)

является периодической функцией времени. Измеритель частоты выдает напряжение, пропорциональное, например, средней частоте преобразованного сигнала:

Fp=2TM -1 0Tм/2 Fp(t)dt=4-1fд sin (0,5M tH) (4)

При малых tH/TM которые обеспечиваются в РВ выбором частоты модуляции, зависимость Fp(H) имеет линейный характер (табл.1).

Недостатком гармонического закона модуляции является большая ширина спектра преобразованного сигнала, что затрудняет селекцию сигналов и приводит к снижению точности РВ.

При линейной ЧМ изменение частоты излучаемых колебаний среднее и мгновенное значения частоты преобразованного сигнала связаны соотношением

 Fp =Fp (1- 2tH/TM )  (5)

и практически совпадают при tH«TM. При несимметричном пилообразном законе. ЧМ частоты Fp1 и Fp2 существенно отличаются друг от друга. Для измерения высоты обычно используется частота Fp1.

Достоинством линейной ЧМ является более узкий, чем при гармонической ЧМ, спектр преобразованного сигнала, что определило преимущественное применение линейной ЧМ в современных РВ.

Аналитические выражения для информативного параметра и

масштабного коэффициента .

Таблица 1

Закон частотной модуляции

Информативный параметр преобразованного сигнала

Масштабный коэффициент

Гармонический

Fp=8с-1 FМfдН

М=0,125с ТМ fд-1

Пилообразный симметричный

Fp8с-1 FМfдН

М=0,125с ТМ fд-1

Пилообразный нессимметричный (РВ с измерением ТМ)

Fp1 =4с-1 FМfдН

М=0,25с ТМ fд-1

ТМ=4с-1 Fр1 –1 fдН

М=0,25с Fp1 fд-1

Частотные радиовысотомеры в зависимости от ширины полосы пропускания усилителя преобразованного сигнала разделяют на широкополосные и узкополосные.

Широкополосный РВ (рис. 2.) имеет полосовой усилитель ПУ, полоса пропускания которого FП.У. Fс, где Fс — ширина спектра преобразованного сигнала- Крайние частоты Fmin и Fmax полосы пропускания определяются диапазоном измеряемых высот. В амплитудном ограничителе АО преобразованный сигнал превращается в последовательность импульсов постоянной амплитуды, которые подаются на счетчик импульсов СИ. Средняя частота следования этих импульсов равна при отсутствии помех среднеквадратической частоте сигнала. Счетчик вырабатывает напряжение, пропорциональное количеству поступивших на него импульсов, а инерционное звено ИЗ усредняет это напряжение. Обычно ограничитель вырабатывает импульсы при пересечении напряжением сигнала нулевого уровня. Поэтому счетчик измерителя частоты часто называют счетчиком числа переходов через нуль.

Рис2 Структурная схема, поясняющая принцип действия широкополосного частотного радиовысотомера.

Узкополосные РВ широко применяют в качестве прецизионных измерителей высоты, в частности, в системах автоматического захода на посадку.

В узкополосных РВ полосу пропускания тракта обработки преобразованного сигнала выбирают близкой к ширине спектра преобразованного сигнала FC и используют следящую систему, которая позволяет совмещать среднюю частоту преобразованного сигнала с частотой f0 настройки тракта. Такие РВ обладают высокой точностью даже при небольших отношениях сигнал/шум на входе РВ, что объясняется как уменьшением мощности шумов на входе измерителя частоты при сужении полосы пропускания тракта обработки, так и снижением систематической погрешности, которая возникает при несовпадении средних частот сигнала и шума.

Радиовысотомер (рис.3) поочередно работает в режиме измерения и режиме контроля и калибровки масштабного коэффициента.

Режим измерения реализуется в тракте, состоящем из управляемого генератора УГ; частотно-модулированного генератора ЧМГ; направленного ответвителя НО; передающей и приемной антенн А-1 и А-2; балансного смесителя БС; узкополосного фильтра УПФ; усилителя-ограничителя УО; частотного дискриминатора ЧД-1 и схемы управления частотой модулирующих колебаний СУ-1. По структурной схеме РВ представляет собой замкную следящую систему, чувствительным элементом которой служит ЧД-1 с постоянной частотой настройки fо. На частоту f0 настроен и УПФ, полоса пропускания которого Fу.пф.Fc.

Частотный дискриминатор вырабатывает напряжение, пропорциональное отклонению средней частоты Fс.о спектра сигнала от частоты настройки f0. Это напряжение интегрируется в СУ-1 и используется для управления частотой генератора модулирующего напряжения. Частота FM изменяется в сторону уменьшения рассогласования.

F= Fc.о-f0.  (6)

 Для предварительного грубого совмещения частот Fc и f0 необходима схема поиска СП, с помощью которой частоту FM плавно изменяют до тех пор, пока спектр преобразованного сигнала не попадет в полосу пропускания УПФ и схема переключения режимов работы СПР не переведет РВ в режим слежения за частотой преобразованного сигнала. Последняя выбирается обычно равной 25 кГц. В схеме измеряется период модуляции колебаний с выхода УГ. Измеритель периода модуляции ИПМ выдает сигнал Н, пропорциональный высоте полета.

Режим контроля включается несколько раз в секунду с помощью синхронизатора Синх. В тракт контроля входят главные устройства основного тракта, а также линия калиброванной задержки ЛЗ, подключаемая к тракту с помощью антенных переключателей АП-1 и АП-2, и частотный дискриминатор ЧД-2. Эта часть схемы работает так же, как и основная. Напряжение с ЧД-2 используется для контроля уровня сигнала.

В режиме контроля проверяется постоянство масштабного коэффициента. Частота модуляции с УГ (значение которой определяется задержкой в ЛЗ и должно быть постоянным в режиме контроля) подается на смеситель См, куда поступают также колебания с опорного генератора ОГ.

Рис.3. Структурная схема узкополосного частотного радиовысотомера.

Выделенная смесителем разностная частота несет информацию о величине и знаке отклонения частоты на выходе УГ от заданного ЛЗ значения и используется в схеме управления СУ-2 для изменения амплитуды модулирующих колебаний, а следовательно, и девиации частоты сигнала. Управление амплитудой происходит в модуляторе М.

Схема контроля СК при наличии преобразованного сигнала и постоянстве (в пределах установленных допусков) масштабного коэффициента формирует сигнал готовности (Гот. Н). Этот сигнал свидетельствует о работоспособности РВ. Схема сравнения СС служит для получения сигнала Нзад при уменьшении высоты до заданного значения.

2.3Радиовысотомер РВ-5

Радиовысотомер РВ-5 предназначен для измерения истинной высоты полета в диапазоне 0-750 м и сигнализации о достижении самолетом заданной высоты, значение которой заранее установлено на указателе. Указателем высоты является прибор УВ-5, установленный на приборной доске. На фланце прибора размещена ручка УСТАН. ВЫСОТ со встроенной в нее желтой сигнальной лампой и кнопка КОНТРОЛЬ со встроенной в нее красной сигнальной лампой. Вращением ручки УСТАН. ВЫСОТ обеспечивается установка сигнализации заданной высоты, значение которой отсчитывается по треугольному индексу желтого цвета, перемещающемуся по шкале указателя. В момент достижения самолетом заданной высоты загорается желтая лампа и одновременно в телефоны пилотов в течение 3- 9 с подается звуковой сигнал частотой 400 Гц. При нажатии кнопки КОНТРОЛЬ на исправном радиовысотомере на указателе устанавливается контрольная высота 15±1,5м, при отсутствии кнопки радиовысотомер показывает истинную высоту полета (или Н=0 на земле).Включение радиовысотомера РВ-5 и защита цепей питания выполнены с помощью автомата защиты радиовысотомера, установленного на электрощитке.

Рис. 4. Общий вид радиовысотомера РВ-5М

1.Рама с высокочастотными кабелями

2.Приемопередатчик

3.Индикатор высоты

4.Антенна

Технические данные РВ-5М:

1. Диапазон измеряемых высот:

1 диапазон - 0-120 м.

2диапазон - 100 - 1200 м.

2.Погрешность измерения высоты:

1 диапазон - +/-2 м +/-5% от измеряемой высоты.

2диапазон - +/-20 м +/-5% от измеряемой высоты.

3. Несущая частота передатчика - 444+/-2 МГц.

4. Полоса качания частоты:

1 диапазон - 37 +/-4 МГц.

2диапазон - 4 МГц.

5.Частота модуляции - 124+/-3 Гц.

6. Излучаемая мощность - не менее 0,15 Вт.

7. Общая чувствительность:

1 диапазон - не менее 80 ДБ. 2диапазон - не менее 70 ДБ.

8. Первичный источник питания - бортсеть постоянного тока напряжением 26,5+/-10% в.

9. Потребляемая мощность - не более 70 Вт. 10. Вес без кабелей - 14 кг

Примером реализации принципа построения высотомеров малых высот являются высотомеры типа А-052, А-053.

Высотомер А-052 предназначен для вертолетов, но может быть установлен на любой тип летательного аппарата с минимальной высотой установки антенн в посадочной (стояночной) конфигурации от 0,3 м и более.

Высотомер А-053 предназначен для авиации общего назначения, самолетов магистральных авиалиний и вертолетов. Радиовысотомеры А-052, А-053 являются бортовыми радиолокационными станциями с непрерывным излучением частотно-модулированных радиоволн. Они имеют малые габариты и массу, высокую надежность и достоверность выдаваемой информации, соответствуют требованиям DO-160, TSO-С87 и нормам летной годности самолетов (НЛГС).

 

3.Радиовысотомеры больших высот.

3.1 Импульсные радиовысотомеры больших высот.

Импульсные РВ больших высот строятся по классической структурной схеме и отличаются, главным образом, типом измерителя времени. Находят применение измерители времени с непосредственным и компенсационным отсчетом.

Импульсный РВ с непосредственным отсчетом основан на использовании электронно-лучевого индикатора ЭЛИ с круговой разверткой и радиальным отклонением луча (рис.5). Синхронизирующий генератор СГ выполняется по схеме с кварцевой стабилизацией частоты и вырабатывает синусоидальные колебания, частота которых меняется в зависимости от режима работы РВ (грубое или точное измерение) и составляет, например, 14 989 или 149 895 Гц. Это же напряжение используется для формирования в модуляторе М импульса, управляющего генератором высокой частоты ГВЧ, и для получения двух квадратурных синусоидальных напряжений, необходимых для работы генератора развертки ГР.

Отраженный сигнал с приемника Прм усиливается видеоусилителем ВУ и подается на центральный отклоняющий электрод ЭЛИ.

Рис.5.Структурная схема импульсного радиовысотомера с непосредственным отсчетом.

Рис.6. Структурная схема импульсного радиовысотомера с компенсационным отсчетом .

 

 Импульсный РВ с компенсационным отсчетом включает в себя следящую систему (рис. 6), основными элементами которой являются временной модулятор ВМ (устройство управляемой задержки, выполненное, например, на фантастроне и блокинг-генераторе ) , временной дискриминатор ВД (выполненный, например, на каскаде совпадений) и интегратор И. Синхронизирующий генератор СГ выполняется по схеме генератора синусоидальных колебаний с кварцевой стабилизацией частоты КГ, дополненного делителем частоты ДЧ. Последний формирует импульсы запуска передатчика Прд и ВМ .При совпадении части CИ c отраженным импульсом ОИ появляется напряжение на выходе БД, которое отключает источник напряжения + Е и включает схему переключения режимов СПР. Последняя разрешает выдачу сигнала текущей высоты Н через схему сопряжения СС внешним потребителям. РВ переходит в режим слежения.

3.2 Принцип действия радиовысотомера больших высот.

 Рис. 7 Функциональная схема радиовысотомера РВ-25

Передатчик генерирует высокочастотные импульсы длительностью,. Т==0,5 мксек. Частота следования их задается синхронизатором. Зондирующие импульсы излучаются передающей антенной, достигают земной поверхности и, отражаясь от нее, принимаются приемной антенной. С выхода приемника усиленные и преобразованные сигналы поступают на индикатор. Индикатор высоты, в качестве которого используется электроннолучевая трубка, имеет кольцевую линию развертки, образованную в результате подачи на отклоняющие пластины синусоидальных напряжений, сдвинутых по фазе на 90 градусов. Длительность развертки равна периоду следования зондирующих импульсов. Шкала радиовысотомера рассчитана на измерение до 15000 м. Соответствующая этому масштабу длительность развертки

Т1=2 (Нмах /С)=100,079 мксек. (7)

Здесь С=299762 км/сек- скорость распространения радиоволн в атмосфере. Определяемая периодом синусоидальных колебаний частота следования зондирующих импульсов оказывается при этом равной FИ'=1/11=9,992 КГЦ.

С целью более точного определения высоты в радиовысотомере применяют второй масштаб с пределами измерения от 0 до 1500 м. при этом масштабе длительность развертки

Т2-2Нмакс/С = 10,0079 мксек,  (8)

а частота следования зондирующих импульсов FИ"=12 =99,921 кгц  (9)

На экране индикатора высоты отраженный импульс просматривается в виде амплитудной отметки. Кроме него, на экране индикатора будет просматриваться (также в виде амплитудной отметки) зондирующий импульс, воздействующий на вход приемника непосредственно.

Вследствие одновременного запуска синхронизатором передатчика и развертки индикатора представляется возможным измерять время запаздывания отраженного сигнала (t) по отношению к переднему фронту зондирующего импульса. Другими словами, расстояние между передними фронтами зондирующего и отраженного импульсов по дуге окружности развертки в масштабе шкалы высот пропорционально измеряемой высоте полета. Для отсчета высоты применяется масштабная шкала в метрах,

нанесенная на прозрачном органическом стекле и наложенная на экран электронно-лучевой трубки.

 Основные тактико-технические данные радиовысотомера больших высот:

1.Диапазон измеряемых высот от 100 до 17000 м.

2. Погрешность измерения высоты:

-на масштабе Mxl составляет 15 м+/-0,25% измеряемой высоты,

-на масштабе Mx10 составляет 150м+/-0,25% измеряемой высоты.

3. Шкала индикатора отградуирована в метрах и содержит:

-на масштабе Mxl - 1000м.

-на масштабе Мх10 - 10000м.

4. Средняя мощность передатчика на масштабе Mxl - не более 0,2 вт (Ри>=2,67).

5. Несущая частота передатчика 440+/-1 МГц.

6. Частота повторения импульсов:

-на масштабе Mxl - 149895+/-25 Гц.

-на масштабе Мх10 - 14989+/-20 Гц.

7. Длительность зондирующего импульса - 0,5 мксек.

8. Ширина полосы пропускания приемника - не менее 5 кГц.

9. Промежуточная частота - 30 МГц.

10. Чувствительность приемника - не хуже 30 мкВ (при соотношении сигнала к шуму, равном 4).

11. Общая чувствительность радиовысотомера по тестеру Т-1 - не менее 106 ДБ.

12. Потребляемая от сети 115 в, 400 Гц мощность - не более 140 Вт.

13. Вес полного комплекта - около 30 кг.

4. Погрешности радиовысотомеров больших и малых высот.

Первую группу погрешностей образуют методические, связанные со случайным характером принятого сигнала, изменением рассеивающих свойств земной поверхности в процессе полета, влиянием крена и тангажа ЛА, флуктуациями сигнала из-за процесса рассеяния ЭМ волн, шумами внешнего и внутреннего происхождения. Все эти погрешности можно разбить на две составляющие:

-ошибки из-за смещения средней оценки измерения высоты

-флуктуационные ошибки

Вторая группа связана с динамическими ошибками. В радиовысотомерах они возникают из-за маневров ЛА: измерение высоты сильнопересеченного рельефа, использования РВ в системах управления самолета и других случаях. Так как измерительные устройства РВ имеют динамические характеристики соответствующего порядка, то при наличии вышеуказанных причин имеет место отставание в измерении высоты и возникает динамическая ошибка.

Третью группу составляют инструментальные (аппаратурные) погрешности, связанные с прохождением сигналов через антенно- фидерные, приемно-передающие и измерительные тракты РВ, а также ошибки из-за схемных конструктивных и технологических решений конкретных блоков РВ.

Для радиовысотомеров малых высот периодичность закона модуляции и способ измерения частоты ограничивают минимальную рабочую высоту. При периодическом законе модуляции частоты фаза преобразованного сигнала, соответствующего отражению от одиночной цели, периодически меняется с частотой модуляции излучаемых колебаний. Спектр преобразованного сигнала содержит только те составляющие, частоты которых кратны частоте модуляции FM. Если в РВ использован измеритель частоты типа счетчика числа переходов сигнала через нуль, то при изменении высоты частота следования импульсов на входе счетчика меняется дискретно, оставаясь кратной FM. Минимальное значение этой частоты

 Fpmin =FM.  (10)

Это явление приводит к ограничению минимальной высоты той величиной Нmin, которая соответствует Fpmin. При симметричных законах ЧМ

 Hmin = 0,125сfД-1 37,5fД -1м (11)

где девиация частоты fД берется в мегагерцах. При fД равной, например, 50 МГц, Нmin = 0,75 м. Для уменьшения Нmin необходимо увеличивать девиацию частоты fД . Получение больших fД тем проще, чем выше несущая частота излучаемых колебаний.

Непрерывный характер излучения в частотном РВ приводит к появлению на входе приемника прямого (просочившегося) сигнала, обусловленного электромагнитной связью передающего и приемного трактов. Прямой сигнал состоит из двух составляющих, каждая из которых промодулирована по амплитуде и фазе по случайным законам. Первая из этих составляющих представляет собой просочившийся сигнал передатчика, а вторая-тот же сигнал, не попадающий на вход приемника из-за отражений от элементов конструкции самолета. Параметры случайной модуляции сигнала передатчика определяются характеристиками генератора высокой частоты, в то время как параметры модуляции отраженного сигнала зависят от изменения взаимного расположения антенн РВ и отражающих элементов конструкции, вызываемого вибрациями ЛА.

Наибольшее влияние оказывают амплитудно-модулированные составляющие прямого сигнала. Они вызывают появление на выходе балансного смесителя шумового напряжения, основная доля энергии спектра которого приходится на низкочастотную часть, т. е. на тот участок, где располагаются частоты FpminFpmax, соответствующие измеряемым высотам полета.

Мощность шумов на выходе балансного смесителя, вызываемых прямым сигналом, не зависит от высоты полета, в то время как мощность полезного сигнала убывает с ростом высоты. Поэтому на некоторой высоте эти мощности становятся соизмеримыми, что вызывает ухудшение точности РВ и приводит к ограничению максимальной высоты Hmах (или высотности РВ). Подобное ограничение Hmax имеет место и в доплеровских измерителях скорости при излучении непрерывных колебаний.

Входящий в выражение для Hmах средний коэффициент шума приемника

Ш = Шпрм +Шпрм (12)

где Шпрмкоэффициент шума при отсутствии прямого сигнала; ШПРД=ШПРД+ШВИБ —прирост коэффициента шума за счет просачивания сигнала передатчика (ШПРД) и промодулированной виброшумами составляющей (ШВИБ).

Если оговорена максимально допустимая величина

 max=ШПРМ /ШПРМ (13)

то требуется определенное ослабление прямого сигнала по сравнению с излучаемым, т. е. определенная развязка передающего и приемного трактов р.т:

 р.т 4.10-21 ШПРМ (Рш.ген + 0,25 mп2 P0)-1 (14)

где Р0 — мощность передатчика; Рш.ген — мощность собственных шумов передатчика (зависит от типа генератора); mп- коэффициент паразитной амплитудной модуляции виброшумами.

Если принять =0,1; ШПРМ =100; Р0 = 0,51 Вт; Рш.ген =10-12- 10-14; mn= 10-6 10-7, то требуемая развязка р.т составляет 10-6 -10-8 или 60-80 дБ.

Радикальным средством борьбы с шумами, вносимыми прямым сигналом, является улучшение шумовых характеристик генератора и увеличение развязки, т. е. уменьшение р.т . Реализация последней рекомендации требует рационального размещения антенн РВ.

В качестве дополнительного средства уменьшения шумов применяют фильтры, вырезающие низкочастотный участок спектра преобразованного сигнала, где сосредоточена основная часть энергии мешающих шумов.

Методические ошибки радиовысотомеров больших высот возникают вследствие непостоянства скорости распространения радиоволн при изменении условий распространения v появляющемся при этом отличии скорости распространения радиоволн е реальных условиях от скорости распространения, принятой в качестве расчетной (299762*1000 м/сек).

Инструментальные погрешности. Одной из причин возникновения инструментальной ошибки является неудовлетворительная настройка и регулировка радиовысотомера. К ошибкам в отсчете высоты могут привести: искажение формы развертки и эксцентричность окружностей развертки по отношению к масштабной шкале, неточная установка зондирующего импульса на нуль шкалы высот, определяемая в значительной мере формой и амплитудой зондирующего импульса, а также нестабильная работа синхронизатора. Вследствие этого зондирующий и отраженный импульсы, просматриваемые на экране индикатора, будут перемещаться ("дрожать").

Рис. 8 Масштабная шкала радиовысотомера

Ошибки при изменении высоты могут возникнуть при расстройке синхронизатора, вследствие которой нарушается связь масштабной шкалы с длительностью развертки, определяемой периодом синусоидальных колебании синхронизатора.

Точность отсчета высоты определяется точностью задания масштабной шалы и ценой ее деления.

В радиовысотомере масштабная шкала (рис.8) при диаметре d=51мм имеет 75 делений. Следовательно, по окружности в каждом делении шкалы содержится 2,14 мм. Цена деления на грубом масштабе (М х 10) составляет

(Нмакс'/2*п*г)*2,14=200,5 м. (15)

и на точном (М х 1):

(Нмакс"/2*п*г)*2,14=20,05 м. (16)

Таким образом, при измерении высоты с предельной точностью до половины деления шкалы отсчет может быть произведен с точностью до 10 или 100 м в соответствии с масштабами измерений.

Отсчет высоты производится в следующей последовательности. На грубом масштабе (М х 10) производится отсчет высоты и округляется до ближайшей меньшей величины, кратной 1500 м (рис.8) Затем на точном масштабе (М х 1) определяется высота, не учтенная при первом измерении. Сумма значений высот, полученных на обоих масштабах, будет представлять собой истинную высоту полета.

Ошибки обстановки или условий измерений возникают при продольных или поперечных кренах самолета ввиду значительной остроты характеристик направленности антенн радиовысотомера, так как измеряется не высота полета, а наклонная дальность до отражающей поверхности (рис.9).

Субъективные ошибки возникают при отсчете высоты и зависят от опытности оператора, производящего отсчет высоты по индикатору радиовысотомера.

Рис. 9. Ошибки в измерении высоты при эволюциях самолета

Точность РВ можно оценить суммарной погрешностью

 H=(n2M2+M2 n2)1/2  (17)

где n- разностная частота или период модуляции в зависимости от типа РВ; Н,n-средние квадратические погрешности определения высоты и измерения параметра; M-среднее квадратическое значение нестабильности масштабного коэффициента М.

Нестабильность масштабного коэффициента приводит к погрешности

H1= НM/М. (18)

Существенного уменьшения данной погрешности добиваются, применяя специальное устройство для поддержания М= const (т. е. для сохранения постоянства TM/fД или Fp1/fД ).

Величина М для уменьшения суммарной погрешности должна быть по возможности малой, что достигается, главным образом, увеличением девиации частоты излучаемых ЧМ колебаний.

Контрольные вопросы .

  1.  Принцип работы радиовысотомеров?
    1.  Методы измерения высоты?
    2.  Какой из методов наиболее часто применяется и почему?
    3.  В каких случаях используют радиовысотомеры малых высот, больших высот.
    4.  Какие бывают погрешности в радиовысотомерах и как их устранить?
    5.  Куда устанавливаются антенны РВ ?
    6.  Общие характеристики радиовысотомеров?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42869. Поняття гріха. Історія першого гріхопадіння 70.08 KB
  Бог є абсолютне благо і тому створений Ним світ теж був спочатку прекрасний і не було в ньому ніякого зла. Однак справжня досконалість можлива тільки при уподібненні Богу який і є мірою і вершиною всякої досконалості. Оскільки ж Богу властиві премудрість свобода і любов любов власне і буває тільки вільною то найдосконалішим з усіх створених Ним істот була людина єдина істота що володіє розумом вільною волею і здатністю любити не враховуючи ангелів але про них як і про бісів я тут говорити не буду. Не вдаючись у...
42870. Современные методы сбора видеоинформации 1.49 MB
  Пункты сбора видеоинформации. Мобильные пункты сбора видеоинформации. В первую очередь это касается одного из самых неудобных для передачи по радиоканалам вида информации – цифровой видеоинформации необходимость передачи которой возникает при решении задач видеорепортажа видеонаблюдения и т.
42871. Основи риторики. Античність 186 KB
  У школі ви вивчали людину з різних сторін. В анатомії ви дізналися про особливості будови людського тіла, походження людини, як виду; історія розглядала окремі персоналії, народи, їх дії і відносини один з одним на протязі століть; фізика ж допомогла вам розкрити поняття тяжіння, часу, маси, руху, не тільки по відношенню до предметів а й звичайно ж до людини; а на першому курсі ви вивчали психологію, яка прагне розкрити душу, дослідити свідомість саме людини, а не якоїсь іншої істоти. І який же висновок зі всього цього випливає, як видумаєте?
42872. Спектральний аналіз електричного кола 224.84 KB
  Спектральний аналіз вхідного періодичного сигналу. Розрахунок і побудова спектральних діаграм амрлітуд та фаз періодичного сигналу. Кожен із цих методів визначає реакцію електричного кола на вхідний вплив певного електричного сигналу.При такому методі аналізується зміна спектру сигналу.
42873. Сучасні тенденції транспортно-географічного положення України 303.5 KB
  Аналіз взаємного розташування географічних обєктів, дослідження множин місцеположень зумовили появу важливого й базового поняття географічного положення. Його найбільш глибоку теоретичну розробку під назвою економіко-географічне положення (ЕГП) здійснив свого часу М.Баранський. За його визначенням
42875. Процес доставки товару до споживача, методом потенціалів 469.5 KB
  Логістика — це процес управління матеріальним, фінансовим та кадровим потоками, а також необхідним інформаційним потоковим процесом для прискорення фізичного розподілу та мінімізації загальних витрат під час постачання, виробництва і збуту товарів з метою задоволення потреб споживачів.
42876. Підвищення ефективності організації транспортного процесу при перевезенні партіонних вантажів 576.67 KB
  Для досягнення мети необхідно вирішити наступні задачі: сформувати маршрути перевезення партіонних вантажів; визначити техніко – експлуатаційні показники роботи автомобілів на маршрутах; розрахувати годинну продуктивність автомобілів і собівартість перевезення вантажів; встановити закон розподілу розмірів партій вантажів які пред’явлені до перевезення; розрахувати чисельні характеристики замкнутої пуассонівської системи масового обслуговування яка представляє собою спільну роботу автотранспортних і навантажувальних –...